SIR234 3mm Kızılötesi LED Veri Sayfası - 3.0mm Çap - 1.6V İleri Gerilim - 875nm Dalga Boyu - 150mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

SIR234, 3mm (T-1) mavi şeffaf plastik paket içerisinde bulunan yüksek yoğunluklu bir kızılötesi yayan diyottur. Silikon fotodedektörler, fototransistörler ve kızılötesi alıcı modülleri ile iyi spektral uyum sağlayan güvenilir kızılötesi yayılım gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, düşük ileri gerilim özelliğine sahiptir ve kurşunsuz, RoHS uyumlu, halojensiz malzemeler kullanılarak üretilmiştir ve ayrıca AB REACH düzenlemelerine uygundur.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü.
• Kolay PCB entegrasyonu için standart 2.54mm bacak aralığına sahip kompakt form faktörü.
• Enerji verimli çalışmaya katkı sağlayan düşük ileri gerilim.
• Yaygın silikon tabanlı fotodedektörlerle mükemmel spektral uyum, sinyal alımını optimize eder.
• Çevre dostu yapı (Kurşunsuz, Halojensiz, RoHS, REACH uyumlu).

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu kızılötesi LED, çeşitli optoelektronik sistemler için uygundur. Başlıca uygulamalar arasında uzaktan kumandalar için serbest hava iletim sistemleri, nesne tespiti ve sayımı için optoelektronik anahtarlar, duman dedektörleri, çeşitli kızılötesi tabanlı algılama sistemleri ve disket sürücüler gibi eski depolama cihazlarına entegrasyon yer alır.

2. Teknik Parametreler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Sürekli İleri Akım (I_F): 100 mA
• Tepe İleri Akım (I_FP): 1.0 A (Darbe Genişliği ≤ 100μs, Görev Döngüsü ≤ %1)
• Ters Gerilim (V_R): 5 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +85°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol): 260°C (≤ 5 saniye için)
• Güç Dağılımı (P_d): 150 mW (25°C ortam sıcaklığında veya altında)

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

25°C ortam sıcaklığında (T_a) ölçülen bu parametreler, cihazın normal çalışma koşullarındaki performansını tanımlar.

• Işıma Şiddeti (E_e):
  • I_F= 20mA'da: Tipik 9.3 mW/sr (Minimum 5.6 mW/sr).
  • I_F= 100mA'da (darbe): Tipik 35 mW/sr.
  • I_F= 1A'da (darbe): Tipik 350 mW/sr.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 875 nm (I_F=20mA'da tipik).
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 80 nm (I_F=20mA'da tipik).
• İleri Gerilim (V_F):
  • I_F= 20mA'da: 1.3V (Min), 1.6V (Tip).
  • I_F= 100mA'da (darbe): 1.4V (Tip), 1.8V (Maks).
  • I_F= 1A'da (darbe): 2.6V (Tip), 4.0V (Maks).
• Ters Akım (I_R): V_R= 5V'da ≤ 10 μA.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 30 derece (tipik).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

SIR234, ışıma şiddetine göre farklı performans sınıflarında veya \"bin\"lerde mevcuttur. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli çıkış gereksinimlerini karşılayan bir cihaz seçmelerine olanak tanır.

Ölçüm Koşulu: I_F= 20mA, T_a= 25°C.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Güç dağılımı limitini aşmayı önlemek için, maksimum izin verilen sürekli ileri akımın ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça nasıl azaldığını gösteren düşürme eğrisidir.

4.2 Spektral Dağılım

Spektral çıkış grafiği, 875nm'de tepe yayılımını ve tipik 80nm bant genişliğini doğrular, bu da yakın kızılötesi bölgede tepe hassasiyetine sahip silikon fotodedektörlerle uyumluluğu garanti eder.

4.3 İleri Akım - İleri Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)

Bu eğri, akım ve gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. 20mA'da 1.6V'luk düşük tipik V_F değeri, verimli çalışmayı gösterir, ancak gerilim yüksek darbe akımlarında (örn., 1A) önemli ölçüde artar.

4.4 Bağıl Işıma Şiddeti - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu grafik, uzaysal yayılım desenini tanımlar ve şiddetin tepe değerinin %50'sine düştüğü 30 derecelik yarı açıyı gösterir. Bu, optik kuplaj ve hizalama tasarımı için çok önemlidir.

4.5 Dalga Boyu ve Şiddetin Sıcaklığa Bağımlılığı

Eğriler, tepe dalga boyunun hafifçe kaydığını ve ışıma şiddetinin tipik olarak jonksiyon sıcaklığı arttıkça azaldığını gösterir; bu, hassas uygulamalarda termal yönetim için önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

SIR234, standart T-1 (3mm çap) yuvarlak paket kullanır. Ana boyutlar arasında 3.0mm gövde çapı, tipik 2.54mm (0.1 inç) bacak aralığı ve toplam uzunluk yer alır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyut toleransları ±0.25mm'dir. Katot tipik olarak paket kenarındaki düz bir nokta ve/veya daha kısa bir bacak ile tanımlanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

• El Lehimleme: Sıcaklık kontrollü bir havya kullanın. Her bacak için lehimleme süresini maksimum 3 saniye ve sıcaklığı 350°C'yi geçmeyecek şekilde sınırlayın.
• Dalga/Reflow Lehimleme: Cihaz, mutlak maksimum değerlere göre, maksimum 5 saniye için 260°C'lik bir tepe lehimleme sıcaklığına dayanabilir.
• Temizleme: Mavi şeffaf plastik epoksi ile uyumlu uygun çözücüler kullanın.
• Depolama Koşulları: Belirtilen -40°C ila +85°C sıcaklık aralığında kuru, antistatik bir ortamda saklayın. Aşırı neme maruz kalmaktan kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

Birimler tipik olarak torbalarda paketlenir: torba başına 200 ila 1000 adet. Beş torba bir kutuya, on kutu da bir ana karton kutuya paketlenir.

7.2 Etiket Bilgisi

Ürün etiketi şu ana tanımlayıcıları içerir: Müşteri Parça Numarası (CPN), Üretici Parça Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Performans Sınıfı (CAT), Tepe Dalga Boyu (HUE) ve Parti Numarası (LOT No).

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Sürekli çalışma için basit bir seri akım sınırlama direnci gereklidir. Direnç değeri R = (V_supply- V_F) / I_F formülüyle hesaplanır. Daha yüksek tepe şiddeti elde etmek için darbe çalışmasında, sürücü devresinin belirtilen genişlik ve görev döngüsü limitleri (≤100μs, ≤%1) içinde gerekli akım darbesini sağlayabildiğinden emin olun.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürme: Mutlak maksimum sürekli veya darbe akım değerlerini asla aşmayın. Güvenilir çalışma için kararlı bir akım kaynağı veya iyi hesaplanmış bir seri direnç kullanın.
• Isı Emici: Paket küçük olsa da, yüksek akımlarda sürekli çalışma veya yüksek ortam sıcaklıklarında, ısı dağılımına yardımcı olmak ve performansı korumak için PCB düzeni tekniklerini (termal rahatlatma pedleri, bakır alanlar) düşünün.
• Optik Tasarım: 30 derecelik görüş açısı ve 875nm dalga boyu, optimum sinyal-gürültü oranı için alıcı sensörün (fotodiyot, fototransistör veya IR alıcı IC) görüş alanı ve spektral hassasiyeti ile eşleştirilmelidir.
• Ters Polarite Koruması5V'u aşan bir ters gerilim LED'e zarar verebilir. Besleme polaritesi ters çevrilebilecekse koruma ekleyin.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

SIR234, standart 3mm paketi, nispeten yüksek ışıma şiddeti (P bin'de 24 mW/sr'a kadar) ve düşük ileri gerilim kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Bazı eski veya genel IR LED'lere kıyasla, darbe çalışması (1A tepe) için garanti edilen özellikleri ve modern çevre standartlarına (RoHS, Halojensiz, REACH) açık uyumu, onu çağdaş tasarım gereksinimleri için uygun kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Mavi şeffaf paketin amacı nedir?

Mavi plastik, kısa dalga boyu geçiren bir filtre görevi görerek dışarıdan gelen görünür ışığı (dedektörde gürültüye neden olabilir) engellerken çipten gelen 875nm kızılötesi ışığın verimli bir şekilde geçmesine izin verir. Ayrıca mekanik ve çevresel koruma sağlar.

10.2 Bu LED'i doğrudan 5V bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

Hayır. Bir mikrodenetleyici GPIO pini tipik olarak risksiz bir şekilde sürekli 20mA sağlayamaz ve kesinlikle 100mA veya 1A darbe sağlayamaz. LED'in gerektirdiği daha yüksek akımı anahtarlamak için, MCU pini tarafından kontrol edilen bir transistör (BJT veya MOSFET) gibi harici bir sürücü devresi kullanmalısınız.

10.3 Doğru bin'i (L, M, N, P) nasıl seçerim?

Uygulamanızın bağlantı bütçesi (mesafe, dedektör hassasiyeti) için gerekli ışıma şiddetine göre seçim yapın. Daha uzun mesafeler veya daha düşük hassasiyetli dedektörler için daha yüksek bir bin (N veya P) tercih edilir. Kısa menzilli uygulamalar için daha düşük bir bin (L veya M) yeterli ve uygun maliyetli olabilir.

10.4 Neden 1A darbede ileri gerilim 20mA'ye göre daha yüksek?

Bunun nedeni, yarı iletken çipin ve bağlantı tellerinin iç seri direncidir. Akım arttıkça, bu direnç üzerindeki gerilim düşüşü (V = I * R) önemli ölçüde artar, bu da toplam ileri gerilimin daha yüksek olmasına yol açar.

11. Pratik Kullanım Örneği

Senaryo: Otomat Makinesinde Nesne Tespiti.Bir SIR234 LED ve eşleşen bir fototransistör, bir ürün kanalının karşılıklı taraflarına yerleştirilir. LED, 20mA sürekli akımla (tutarlı çıkış için M bin seçilir) sürülür. Nesne olmadığında, fototransistör IR ışınını alır ve iletir. Bir ürün kanaldan düştüğünde, ışını keser ve fototransistörün çıkış durumunun değişmesine neden olur. Bu sinyal, ürün dağıtımını onaylamak için makinenin kontrolörüne iletilir. 30 derecelik ışın, zamanla oluşan hafif mekanik hizalanma bozukluklarında bile güvenilir tespiti sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Bir Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), bir yarı iletken p-n jonksiyon diyotudur. İleri öngerilim uygulandığında (anoda göre katoda pozitif gerilim), n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden delikler jonksiyon bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Galyum Alüminyum Arsenür (GaAlAs) malzemesinden yapılmış bu özel cihazda, bu enerji esas olarak insan gözüyle görülemeyen ancak silikon tabanlı sensörler tarafından algılanabilen 875 nanometre tepe dalga boyuna sahip kızılötesi ışık fotonları olarak açığa çıkar.

13. Endüstri Trendleri

Algılama için kızılötesi vericilerdeki trend, daha yüksek verimlilik, daha düşük güç tüketimi ve artan entegrasyon yönündedir. Bu, dahili sürücülü cihazları, gürültü bağışıklığı için modüle edilmiş çıkışı ve otomatik montaj için yüzey montajlı paketleri (SMD) içerir. 3mm T-1 paketi gibi delikli bileşenler prototipleme, onarım ve belirli endüstriyel uygulamalar için hayati önem taşımaya devam ederken, yeni tasarımlar giderek daha küçük ayak izleri ve yüksek hacimli üretime uygunlukları nedeniyle SMD varyantlarını tercih etmektedir. Çevresel uyum (RoHS, halojensiz) vurgusu artık elektronik endüstrisinde standart bir gerekliliktir.